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前言
与前些年相比较,近年来,我国的路基承受的荷载正在逐年的增多。与此同时,自然因素也是会导致路基出现病害的一个原因。由于公路所处地理环境和气候环境的不同,路基路面出现的病害也是多种多样的,最常出现的路基路面病害是路基的变形和路基边坡的崩塌。产生路基路面病害的原因也是多种多样的,其中可能会有当地土质的因素、可能是因为人为的破坏导致的、可能是由于公路的养护导致的。在对待路基的危害方面,如果想一次就彻底将病害解决是非常的不现实的,只有通过找到其发生的原因,做好事前的防范工作,将其发生危害的可能性降到最低才是最可取措施。
1 关于公路工程路基路面的病害类型
1.1 边坡滑塌
在公路工程中边坡滑塌一直作为一种比较常见的路基路面病害类型而存在着,其从规模和土质上进行区分可分为滑坡和塌方。滑坡主要是指路基一部分的边坡土体由于受重力作用的影响,沿着某处的滑动面往下滑,造成这种情况的主要原因是由于不良的地质条件遭到破坏。塌方是指在公路路基上的疏松土质边坡的下滑形成,主要原因是施工不当或者水损坏引起。通常来说,边坡滑塌主要发生在土质疏松和多雨水的地方,雨水的冲击力是导致土体下滑的重要原因,容易造成路基路面的破损。
1.2 路基变形
在公路工程施工中,属于深填、高填以及半填半挖填方的通常在投入使用后或多或少的出现了一定程度的下沉问题,这种情况主要是有两个原因造成。第一,施工中压实控制不合格或施工措施不当,另外,分层过厚、含水量等也是致使路基密实度不够的重要原因,因而容易造成路基路面的变形。第二,材料的因素也是重要原因之一,最佳含水量不准确、高塑性直属的粘性土的使用以及材料的压缩系数相对过大等等也是造成路基变形的关键因素。出现上述现象和问题,使得路面路基变形、开裂甚至下陷,另外随着我国经济的发展和交通运输业的进步,对于公路工程的要求也更高,大型超重超载车辆的逐步增加也对公路等级及公路质量的需求更迫切。
1.3 路基沉陷
软土地基是公路工程施工中的特殊部分,软土地基上的路基沉陷现象更加频繁。首先软土的含水量更大,其抗碱的强度也相对比较弱,承载力不够,并且路基的底部容易遭到水的侵蚀从而形成巨大的空间,另外坡脚无法进行支撑行为,因而,在自重的作用下,路基路面则较容易出现塌陷或者沉降的问题。造成现象的原因自然是多方面的,自然原因和人为原因都在其中。在工程施工当中,相关的人员没能从预防措施上考量施工可能出现的一些路面状况和问题,更没能完全做到对工程实际情况的考察,无法掌握软土地基的预压时间等施工工艺问题的特殊性,从而造成路基沉陷的问题,造成对人的生命安全和财产的损害。
1.4 路面平整性不够
沥青混合料在配比上的合理性很大程度上决定了沥青路面的施工质量。配比不合理,油石过大,则容易使得路面出现鼓包的现象,反之,油石过小则容易使得路面松散,不利于路面的施工质量的保证。除此之外,其他材料的运用的合理性的缺乏也一样会造成各种各样的路面问题。比如在混合料搅拌上若出现温度高、含水量过大或者搅拌不均匀等,都会使路面的平整性受到影响。
1.5 路面的早期破损
若出现施工不当的现象,那么公路工程在完工早期就比较容易发生路面破损的问题。原因是多方面的,沥青混合料的铺摊碾压工作中对于施工质量的关注和重视不够,没能在温度等方面进行控制,导致了横向裂缝的出现。另外,缺乏全局思维,没能全面考虑施工的情况,尤其是面层的综合强度、耐久性以及安全性,容易对路面造成额外的损害。最后,对于自然环境和自然条件的综合考虑也是重要部分,是避免一些意外发生的关键性因素之一。
2 关于公路工程中路基路面病害的治理措施
2.1 路基治理
在公路工程中路基的质量很大程度上影响了整个工程的质量,也是公路工程施工质量的关键性影响因素,因此,要做好路基的施工质量把关工作。第一,在施工中,要将路基压实工作做到位,必须符合施工和设计要求,在软土地基情况下,要达到路基压实的相关质量标准。第二,在路基填料这道工序上,要最大限度上使用可塑性高以及含水量符合要求和标准的土,不能在填料上偷工减料,使用淤泥、有机土或者带有生活垃圾的土,都会严重影响路基质量。第三,要维持路基的干燥、稳定以及坚固的良好状态,因此,要对路基工程的排水措施进行完善,控制水含量以维护路基的稳定性。排出的水要排到路基的范围之外,以防水的漫流和下渗,对路基造成影响。已经存在路基危害问题的公路工程,可采用开挖回填、充填以及桥跨和注浆等几种方法进行补救。
2.2 边坡防护与加固治理措施
对于路基的边坡防护与加固要符合相关的施工原则。其主要包括植物防护和工程防护两个方面。植物防护是指为了减缓水流的速度在路基边坡上种植植物,利用草或树的根系对边坡上表层土壤进行固结来减轻水流的冲刷作用,保护边坡土壤进行一定程度上的加固。植物防护在调节土壤湿温和美化公路工程环境上都有其重要作用,最重要的是其固结和稳定边坡上具有关键性意义,并且相对于其他措施来说更加简单和经济。因此,通常情况下,边坡防护都首先考虑植物防护的措施,但植物防护也尤其限制性的条件,比如,土壤要适宜植物生长,公路边坡要相对平缓等。工程防护从类型上区分包括有护面墙防护、浆砌片石防护、干砌片石防护以及水泥混凝土预制块防护等。其主要用于风化严重的且不适于植物生产无法用植物防护进行处理的岩石路基边坡或者碎石土的挖方边坡等等,即运用工程防护的相关措施进行边坡防护。
2.3 边坡变形与失稳治理措施
若边坡的破坏情况较为严重,出现了滑坡、塌方或者失稳等现象,则应该及时运用更具效果的相应固定措施进行处理,使得边坡的安全稳定性得以保障。在采取措施进行处理时要注意根据不同的地质特点选取不同的适应于本工程的措施,适应性强、方便操作、成本相对较低以及工程的负面效应更小等因素成为考量标准。
2.4 岩溶地区路基治理措施
首先从地质上了解岩溶的相关规律,根据这种规律慎重的确定相关的智力方案。正常的情况下,对于一些局部的、严重的、大型的岩溶阶段,设计人员应该设法绕过;对于一些不是十分严重的小型岩溶地段,相关人员尽量选择最窄的、最容易采取维修措施的地段通过。此外,对于岩溶水,施工人员应该因地制宜,采取有利的方法,以疏导岩溶水为主。不宜堵塞。对于路基基地的岩溶洞和冒水洞,工作人员应该设计集水明沟和渗沟等方式,努力将水排出路基中。对于一些干溶洞,设计人员应该在洞内采取干砌石进行填充。当洞的深度较浅的时候,应该给予回填充实,当洞的面积较大时,应该使用构造物跨越。
3 总结
公路工程路基路面病害治理是一项长期而复杂的工作。因此,在进行公路工程路基路面病害治理的时候,一定要结合具体路段进行治理,合理选择公路工程路基路面病害治理方法。只有这样,才能够有效保证公路工程的质量,保证行车的安全性。
参考文献:
[1]许维贞.黄土地区新建线路基床病害成因与整治[J]铁道建筑,2005.
Key words: treatment of concrete pavement
中图分类号: U457+.2 文献标识码:A 文章编号:
前言
近年来我国公路工程得到迅速发展,作为其技术关键之一的路面工程也得到明显发展,其中包括水泥混凝土路面的广泛使用。随着水泥混凝土路面的广泛应用,也相应暴露出一些与设计、施工及使用相关的病害,这些病害处理不好,将会严重影响行车速度、安全及舒适性。因此,分析水泥混凝土路面的病害,并采取针对性的处治对策,对于我国公路工程的健康发展具有重要的现实意义。
1 水泥砼路面病害产生的原因
1.1裂缝类病害的成因分析
由于水泥砼路面的非均质性、低韧性及现场环境条件和施工工艺水平的可变性,很难完全避免砼面板的开裂,因此,裂缝类病害在水泥砼路面病害中较为常见。
纵向裂缝是顺道路中心方向出现的,修补不及时,往往会变成贯穿裂缝。出现的主要原因是:(1)、路基发生不均匀沉陷;(2)、砼面板厚度与基础强度不足导致产生荷载型裂缝。
横向裂缝是沿着与道路中心线大致垂直的方向产生的,出现的主要原因是:(1)、砼路面锯缝不及时,砼面板由于温缩和干缩发生断裂;(2)、由于切缝深度过浅,应力没有释放,因而在临近缩缝处产生新的收缩缝;(3)路基发生不均匀沉陷;(4)、砼面板厚度与强度不足,在荷载和温度应力作用下产生强度裂缝。
斜向裂缝横贯砼路面板角或与行车方向相交成锐角,主要原因是由于下卧土层发生唧泥病害或不均匀沉陷而使板边丧失支撑,在重载反复作用下产生裂缝。
交叉裂缝表现为砼面板裂缝相互交叉,主要是不良路基土的不均匀沉降导致的,此外,超载、重载的重复作用也可能引起这种破坏。
1.2变形类病害的成因分析
淤泥产生的主要原因是雨水沿接缝或裂缝渗入基层,在行车荷载作用下,基层的粉细料和水一起被挤出,使基础逐渐失去支撑能力,最终发生砼面板断裂。
错台病害产生的原因是:(1)、唧泥病害处理不及时或不当,路基细料在抽吸作用下向后方板移动、堆积,造成前板低,后板高的错台现象;(2)、基础不均匀沉降,导致缝的两侧形成台阶。
沉陷通常是由于路基土沉降或固结所引起的,特别是接近桥涵构造物处或道路加宽部分会由于压实不足而往往会产生沉陷。
拱起表现为接缝处板块出现向上隆起,横缝两侧的板体明显抬高。产生的主要原因是:(1)、胀缝被砂、石、杂物堵塞,使板伸胀受阻;(2)、胀缝设置的传力杆水平、垂直向偏差大,使板伸胀受阻;(3)、长胀缝砼板在小弯道、陡坡处以及厚度较薄时,易发生纵向的失稳,引起拱胀;(4)、由于基层中存在生石灰及不稳定的废渣,自身发生反应导致路面拱胀。
1.3接缝损坏类病害的成因分析
接缝损害类病害通常表现为水泥砼路面纵横缝两侧50cm宽度内,板边缘砼开裂或成破碎,产生这种现象的原因是:(1)、胀缝被泥砂、碎石等杂物堵塞或传力杆设置不当,阻碍了板块热膨胀,过大的温度应力使板边胀裂;(2)、缩缝使砼板形成临空面,再加上填缝料质量不能保证,使得板边在车轮荷载反复作用下被压碎;(3)、由于切缝时间过早,使缝边较早受到损伤导致日后损坏;(4)、填缝料质量差,如粘结强度低,延伸率及弹性差,不耐老化,填缝料与缝壁粘结不牢靠等。
转1.4表面缺陷类病害的成因分析
表面裂纹产生的主要原因是:(1)、铺筑后的砼表面游离水分蒸发过快,体积急剧收缩导致开裂;(2)、砼配合比不合理,水泥用量、砂率过大;(3)、砼表面过渡振荡或抹平;(4)、养护不及时。
起皮表现为面层3-13mm深的砼品质变坏而产生脱落,主要是由于砼路面施工中过度抹面,使用的集料质量不合格或砼配合比不当(如细集料过多)引起的。
露骨是指砼路面在行车作用下水泥砂浆磨损或剥落后石子的现象。主要是由于:(1)、施工时混合料塌落度小或掺入早强剂不当,在平板振捣后,砼就开始凝结,以至待辊筒滚压和收水时,石子已压不下去,抹平后,石子外露表面;(2)、水灰比过大或水泥的耐磨性差,在行车作用下很快磨损或剥落。
坑洞一般表现为路面板表面呈现孔洞状,一般孔的直径为2.5mm-10mm,深度为1mm-5mm。主要原因是:(1)、施工质量差或砼材料中夹带朽木、纸张和泥块等杂物;(2)、某些车辆的金属硬轮或掉落硬物的撞击。
2 水泥混凝土路面病害的预防
水泥混凝土路面的病害处治始终是一种事后补救的方法,对水泥混凝土路面病害,更多的应当以建立预防为主的思想,尽量在设计和施工中予以避免减少,本文在此提出以下几点建议:
(1)严格路基特别是基层参数的选取,如各基层回弹模量、含水率、液限、现场承载力等,确保施工值与设计值一致,并且设计取值与现场客观实际相符,因此必要时应加大基本设计依据、参数的现场实际测定方面的工作,而不能仅按规范选取。
(2)加强路基施工管理,对填方路基,确保分层回填,分层碾压,并强化施工单位自检和监理检查工作,一要保证达到要求的压实度,并要求压实均匀,特别是路肩部位及车道与路肩交接部位,此处极易产生纵向错台;对半填半挖路基,特别注意挖、填结合部位的碾压。
(3)对用作路基的土,应加强土质的鉴别和性能测试,对膨胀土,注意区分其类别,对强膨胀土,必须置换,对中、弱膨胀土,采用适当的方法对土质进行改良,基坡较大时,采用适当的设施来加强土坡稳定性,从而保证路面不破坏。
3 水泥混凝土路面病害的处治
3.1裂缝修补
水泥混凝土路面裂缝型式多样,处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝,采用压注灌浆法;局部性裂缝,且缝口较宽时,采取扩缝灌浆法;对贯穿全厚的裂缝,采用条带罩面法。对裂缝宽度大于3mm的裂缝,用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。裂缝的修补方法为:
(1)对混凝土路面裂缝的修补在3 mm以下的非扩展性表面裂缝,可采用压注灌浆法,用压力灌浆器将灌浆材料溶液压入缝内。
(2)对局部性裂缝且缝口较宽时,可采用扩缝灌浆法。将缝内杂物、灰尘用压缩空气吹净,确保缝内无水和干燥。在缝两边各约3cm的路面上及缝内涂刷一层聚脂底胶层,厚度为0.3±0.1mm,底胶用量为0.15kg/m2;将环氧树脂与固化剂等灌浆材料,按比例配制好,搅拌均匀后,直接灌入缝内养护2~4天,即可开放交通。
(3)对贯穿全厚板块的开裂状裂缝,采取条带罩面法进行修补,其施工工序较为繁琐。首先沿裂缝两侧约20cm平行切出7~10cm深的两条缝, 将缝间的混凝土料凿除, 沿裂缝两侧10cm钻钯钉孔, 每隔50cm钻一对。钯钉长约20cm, 用<16螺纹钢筋制成, 弯钩约长7cm。然后将孔槽内填满快硬砂浆, 安装钯钉。
3.2接缝修补
接缝是水泥混凝土板块的薄弱部位。当填缝料出现老化损坏时, 则必须立即更换填缝料。以免填缝料与板块之间被拉出空隙, 受雨水进入造成唧泥、错台等,或因质硬的石子进入缝内, 导致板边破碎。接缝施工时,为保证清缝质量,对杂物充填较多的纵缝,必须用切缝机切割,其它缝也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理,然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料,按规定进行熔化,使其具有较好的流动性,加热温度不宜过高、过低,时间不宜过长,以避免材料老化或流动性较差。坚持周期性养护,根据填料有效使用寿命,对全部构造缝进行全面清缝和普灌,其后每年入冬和雨季之前进行补灌,保证构造缝全部密封。
4 结语
公路建设是一项基础建设,是我国经济发展的标志之一,从近几年全国建成通车的高等级公路来看,二条路比一条路要好、这说明:“质量”这个概念已被人们所接受,并逐步认识到了它的重要性。一条高质量、高标准公路的修建,不仅离不开一支具有高素质的施工队伍,同样必须有一支高水平、责任心强的监理队伍和具有科学头脑的管理队伍。
参考文献:
[1]吴小红,等.路基病害的成因及处治措施[J].山西建筑,2008(12).
中图分类号: TU535 文献标识码: A
一、前言
我国现代化建设不断推进,我国的交通行业近年来发展迅速,并且取得了前所未有的成就。公路沥青路面早期病害对公路的损害是极其严重的,如果不加强对其的防治,那么对于公路的长期使用有很大的影响,因此,加强公路沥青路面早起病害的成因及防治研究是至关重要的。
二、公路沥青路面早期病害的概述
沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑路面面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青路面具有良好的力学性、耐久性、抗滑性和稳定性,适用于各种车辆通行,具有一次性投资小,相对造价低、行车舒适、修复方便,能够利用石化企业副产品等优点。但由于种种原因,沥青路面早期破坏的现象时有发生,主要表现为路面泛油、波浪、拥包、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等,产生的主要因素涉及沥青路面材料、路面设计、路基稳定性、机械设备、施工工艺及养护等方面,影响交通运输和行车安全,影响沥青路面的使用功能。
三、沥青混凝土路面早期病害成因分析
1、裂缝
沥青路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。和纵向裂缝一样,横向裂缝也是不可避免的。
2、水破坏
所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。水破坏的产生往往是由于施工中沥青混合料配合比控制不严、沥青混合料拌和不均、碾压效果不,良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。
3、松散
松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落,从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。
(1)集料颗粒被足够厚的粉尘包裹,使沥青膜粘结在粉尘上,而不是粘结在集料颗粒上,表面的摩擦力磨掉沥青膜,并使集料颗粒脱落。
(2)表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触,但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。
(3)沥青混合料面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力,如果混合料密实度不够,集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。
4、泛油
沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因:
(1)沥青混合料配合比设计的击实功不够。我国在设计沥青混合料配合比时通常采用马歇尔试验方法。当初在开发和确定马歇尔试验方法时,选定室内试验的压实功是要使室内产生的密度等于路面在行车荷载作用下最终达到的密度。
(2)施工控制不严和管理不善。有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌和不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。
(3)少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料。有些人认为沥青用量越大,裹覆矿料的沥青膜越厚,沥青混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反,包覆矿料的沥青膜越薄,沥青混合料的粘结力就越大。
5、推移
推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。
6、设计方面
(1)路面结构设计不合理
根据JTG D50)20065公路沥青路面设计规范,沥青面层应满足车辆使用和雨水不渗等要求,宜选用粒径较小、空隙率也小的密级配混合料,以提高沥青路面面层的防渗性。
(2)油路补强段的路面厚度考虑不足
在利用旧路施工时,按照公路补强设计的要求,应先对所利用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况确定利用旧路的方案及补强厚度。
(3)路面厚度设计问题
(4)路面原材料的选用问题
7、养护管理方面
(1)沥青路面在行车作用下出现小面积松散、个别坑槽后,未及时进行养护;对于采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治,初期的及时养护尤为重要。
(2)养护方法不当,例如在沥青路面上喷油、洒料,破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够或用油量控制不平衡,造成泛油、拥包、松散等病害。
四、早期病害处理的措施
1、灌缝、封缝灌缝、封缝是为了阻止地表水进入出现的裂缝中,灌缝、封缝适用于处理不活动的已经相对稳定的裂缝和正在温度及车辆荷载下发展的裂缝。
(1)灌缝:由于路面基层结构采用半刚性基层沥青路面结构,因而路面出现了不同程度的反射裂缝,为防止雨水冲刷作用下裂缝的继续扩展,及时对反射裂缝进行灌缝处理。
(2)“压缝带”封缝:裂缝是沥青路面常见的早期病害之一,道路早期裂缝多以横向裂缝和纵向裂缝为主。对沥青路面采用“压缝带”处理是一种较好的处理沥青路面裂缝的措施,对延长路面的使用寿命有着非常重要的作用。
(3)增设聚酯玻纤布:为了有效根除基层反射裂缝所产生的拉应力对路面的影响,对有病害但基层强度较好地段, 采取将路面铣刨,在基层表面喷洒热沥青,贴聚酯玻纤布,再在上面铺筑沥青面层。
2、坑槽修补由于油路面基层施工过程中局部质量控制不严,路面会出现局部龟裂逐步形成松散、坑槽,针对路面出现的局部破坏如坑槽、松散等,常采用的修补方法是:热补法、就地热再生法、热拌冷补法和冷拌冷补法。
(1)路面基层结构未变形、强度充足路段时:过去常采用热补法,通常的做法是将破坏区域内的旧沥青料全部清除,然后再用新热沥青混合料填补,这种方法可以保证修补质量,但大量的旧沥青混合料被废弃,造成极大的资源浪费和环境污染。
(2)路面基层结构强度不足或已破坏路段时:将已破坏的路面基层清除到基层底,整平。根据坑槽面积大小采取不同的压实机械(压路机或冲击夯、平板夯)压实,根据原有的基层厚度确定摊铺两层或三层水稳碎石与原基层高度一致,分层压石密实达到压实度要求,水稳基层养生7天。
3、路表(封层)处置在路面养护生产过程中除对坑槽进行规范的修补外,对坑槽较多和水损坏比较严重的路段采用路面表面封层处理。常用的路表封层措施有:雾状封层、稀浆封层、碎石封层、沥青表处、刮油封层等。
(1)雾状封层:沥青路面的很多病害都是由于水渗透的原因造成的,有效的预防路面进水是非常必要的,而路面雾封层技术措施是一种很直接、有效和经济的预防性养护措施。
(2)稀浆封层:沥青路面经过使用,路面基层基本处于稳定状态。但随着通车年限的增加,路面开始出现不同程度的氧化、疲劳龟裂、坑洞等病害。
(3)同步碎石封层:同步碎石封层由于胶结料和石料的粘结,使得铺筑后的封层有良好的抗裂性能,减少了路面的裂缝,对原路的裂缝有一定的修复作用。同步碎石封层表面粗糙,改善了原路面的抗滑性能,提高公路路面的使用功能及服务水平。
(4)沥青表处:沥青表处路面简称沥青表处,是由沥青和细粒碎石按比例组成的一种不大于3厘米的薄层路面。沥青表处路面薄、造价低、施工简便、行车性能好,成为提高低等级公路行车质量和通行能力的主要路面处置措施。沥青表处常用的施工方法有层铺法和拌和法两种。
(5)刮油封层:用特殊的刮油耙在原有路面表面刮一层热沥青,将热沥青刮入裂缝和空隙中,再均匀地洒一层细集料,最后用压路机碾压将细集料压入沥青中,集料控制在0.1-5mm 之间。
4、合理设计路面结构
(1)酌情减薄沥青面层厚度
主要有以下几个原因:一是沥青路面结构的承载能力可由基层和底基层来承担,无需增厚面层来提高承载力;二是提高沥青路面的使用性能不宜加厚面层,应采用优质沥青;三是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝,大部分是面层本身的温度收缩裂缝;四是厚的沥青面层容易导致车辙的产生。
(2)加强沥青路面防水设计
沥青混合料存在着一定的空隙率,会遭受一定的水病害。在沥青面层层间表面涂抹防水材料,形成不透水的薄膜封层,能使沥青面层中聚集的水大为减少。
(3)合理选用基层和底基层结构
充分考虑地质状况、当地材料特点等因素,以材料的质量、表面特性、形状、磨耗值、级配等能够满足使用要求为依据,合理选用基层和底基层结构,增强与沥青混合料的粘结力,遏制沥青路面早期病害的发生。
5、切实搞好沥青路面养护
要全面分析沥青路面的特点和早期病害产生的根源,全面推行预防性养护,减少沥青路面早期病害的发生,延长沥青路面的使用寿命。
五、结束语
公路是交通运输业的基础组成部分,也是交通运输业的重要组成部分,公路质量的好坏对我国交通运输业的发展有着至关重要的作用,因此,对于公路沥青路面早期危害的成因及防治的研究是至关重要的。
参考文献
[1]张锦泉.浅议建筑防水材料与构造处理[J].科技咨询导报,2007(25):68.
[2]宫耀波,刘 苗.浅析建筑屋面防水渗漏的原因及防治[J].工程质量,2007.
引言
神华宁煤集团红柳煤矿2煤开采矿井充水水源主要来自其顶板侏罗系直罗组底部粗砂岩裂隙孔隙含水层。该含水层富水性弱,单位涌水量q(L・s-1・m-1)≤0.1,从直观上判断以及与梅花井等相邻井田对比,对矿井安全威胁不大。然而,1121工作面在2009年9月份开始回采到2010年3月份共推进了约186m,却经历了4次集中涌水,最大涌水量3000m3/h,工作面被迫两次停产。
通过理论分析,并且结合红柳煤矿1121工作面的涌水特征以及顶板岩层特殊的组合规律,判断出前期集中涌水水源为煤层开采后形成的离层水。离层水是一种少见的煤矿水害类型,因此开展对离层水害的研究对完善矿井水害类型、判断水害成因,并且根据实际情况制定相应的水害防治措施具有重要的理论意义和实用价值。
本文认为在“小水”矿区发生的离层水害,其中一个重要的原因就是工作面顶板特殊的岩性组合,深入的研究直落组下段的粗砂岩和泥岩的相对位置、厚度以及岩性是确定离层水形成以及科学合理制定防治离层水害的必要条件。因此,本文从工作面顶板的岩性组合以及探查离层水的流量数据分析两个方面,对离层水的形成以及防治措施进行了初步的探讨。
5 结论
通过对红柳煤矿1121首采工作面发生的4次集中涌水机理的分析以及对离层水的探放,得出以下两点结论:
(1)其顶板直罗组粗砂岩以及特殊的岩性组合是离层水害发生的前提条件。
(2)离层水在形成之后可以在采空区离层水形成部位通过钻孔达到有效疏放。
综上所述,红柳煤矿1121首采工作面顶板的离层水害为一种特殊的水害类型,针对这种水害的成因和形成机理,制定了相应的探放水措施,使得1121工作面在之后的回采过程中再没有出现过较大规模的涌水,不但保证了红柳煤矿1121首采工作面的安全回采,同时也为同类型矿区的防治水提供了一种新的思路及解决方案。
参考文献
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[3]李凤荣,陈真富,王和志.煤层顶板离层水体分布规律及防治技术探讨[J].采矿与安全工程学报,2006(2).
正文:
海绵城市主要是一种较为创新的城市雨水管理理念,可以有效的防止治理城市发生内涝或者雨洪现象,此方法有一点的“弹性”,所以我们把海绵城市也可以理解为“水弹性城市”。如今随着人们生活水平的提升,对各类资源的大力开发利用导致了很严重的生态环境问题。而海绵城市的建设发展可以把城市变成海绵那样,适应气候环境的变化,在下雨时吸水,在需要水资源时防水,所以对其应用发展有着一定的现实意义。
1海绵城市建设基本原则
1.1优化规划
在城市园林设计中对于海绵城市理论的应用,其主要组成部分是城市雨水、雨水管渠以及超标雨水径流排放系统,他们三个是相互配合应用的,所以对于城市园林设计中海绵城市的建设规划尤其重要,要保证城市雨水系统、雨水管渠以及超标雨水径流排放系统的协调统一、衔接到位。具体规划过程中还要做到:并绿色结合灰色、源头减排结合末端调节,切实注重海绵城市规划建设的发展性和复杂性特点,相关政府部门以及其他部门要全力配合,加强合作,保证海绵城市规划的科学有效性。
1.2注重生态性
对于城市园林设计中海绵城市理论的应用发展,其主要要求以及具体出发点就是注重城市的生态性。之前我们总会将城市的管道工程、沟渠工程以及泵站工程等的建设叫做灰色设施,而海绵城市的设计建设过程中要灵活运用对城市系统低影响的绿色雨水设施,以此为城市的建设发展创造出社会以及环境效益。特别是在一些老城区,由于雨水设施都比较陈旧和落后,所以通常会出现雨水径流现象,所以要建设低影响开发的雨水设施和系统,以此保证雨水设施取得更好的效果。海绵城市的设计发展就是在生态性原则的指导下建设出低影响开发的城市雨水系统。
1.3安全第一
安全第一,无论是什么工程的建设。对于海绵城市的建设发展也是如此,要以城市居民生命财产安全以及生命安全为重。在设计海绵城市的过程中,要切实了解当地的水资源情况以及具体降水特点,严格按照本城市对水环境保护及对城市内涝治理的实际要求,设计规划出科学合理的海绵城市。
1.4注重设计的系统性
对于海绵城市的建设发展,其系统性比较强,所以对其具体设计施工要认真分析好城市水循环的各个环节以及城市现有水设施和之前城市水资源的开采程度等等,进而按照本城市的实际发展要求,对海绵城市进行科学合理的设计。比如英国的排水系统,主要以全面综合的规划设计为其基本前提,以保证城市排水系统和本城市整体环境系统的协调性。
2海绵城市角度来看城市园林设计分析
2.1城市道路规划
对于海绵城市的建设发展,其道理规划方法主要有道理的景观绿化以及人行道雨水排放等。其中针对城市道路的景观绿化,对于道路的本凹陷绿地,其主要有将路面雨水径流到城市绿化带的作用,以此形成一个绿色的存储系统,来降低降雨入渗和净化。对于城市道理渗透便道的使用可以在一定程度上强化道路的雨水渗透功能,要特别注意的是如果城市道路的路面污染比较严重,就要特别仔细的考虑是否使用渗透路面。除此之外,对于城市道理人行道的路面雨水径流消化,通常对其使用LID树池型的方式。
2.2海绵城市景观设计的技术方法
2.2.1自然排水系统自然排水系统其主要原理是从现有的排水系统,使雨水在街上成集水管不同,则直接排放到河流或湖泊,但将按地下水补充浸润过滤保留雨水,土壤和植物。包括有植物、地表洼地和渗透空间、人工改良土壤、本地土壤以及排水管道组成。在这其中,植物的抗涝可以切实有效的增强过滤和雨水渗透。
2.2.2雨水花园在海绵城市的建设发展中国,雨水花园主要是指在浅凹陷种植灌木、花木,以及其他工程措施植物中的区域,雨水花园注意利用了过滤器土壤和植物,保证雨水的渗透,切实降低径流。雨水花园把雨水管理系统和城市景观的设计很好的结合在了一起,在解决雨水问题的同时又美化了城市环境。现阶段我们主要研究的问题是怎样保证雨水花园建设的针对性,有效减少雨水污染。
2.2.3可渗透路面城市园林设计中对于海绵城市理论的应用,可渗透路面主要是通过不同技术手段的应用将之前不可渗的路面变为可渗透的水面,是一种直接减少地表径流的工程性措施。对于可渗透路面的应用是一种对现有雨水环境的缓和措施,可以很好的减少对其他雨洪水技术的应用,以此源头性的解决所存在的问题。现阶段主要有水泥砖块以及可渗透沥青、可渗透混凝土等渗透材料的应用研究。总而言之,在城市园林设计过程中,海绵城市理论的应用发挥着不可替代的作用,可以减少城市园林建设成本,降低园林运行管理难度,促使所设计的城市园林更加自然、美观,充分展现城市园林具有的多元化功能。
参考文献:
随着世界环境的逐渐恶化以及城市建设的需要,越来越多的城市开始建造海绵工程,提升城市应对雨水的能力,留住雨水资源,为城市供水做出贡献。但是,我国的海绵工程建设的能力还存在不足,建设过程中存在的问题较多,为此,本文结合笔者的工作经验,阐述海绵城市给排水建设中需要注意的问题和相应的建议,以期为我国的城市建设做出贡献。
1 海绵城市给排水建设的意义
1.1 提高环境适应能力
众所周知,我国土地面积广阔,既有较为干旱的西北地区,又包含雨水充足的沿海地区,同时,随着气候环境的不断变化,我国城市大多会经历雨水的考验,当雨水量较大时,城市的排水压力会比较大,大多数城市会出现内涝问题,为此必须要做好给排水建设工作,提升城市应对风险的能力。我国目前开始建设海绵工程,其主要的作用是提升环境适应能力,降低雨水的不良影响,保留雨水资源,利用防、排、蓄、渗、滞等方法,不但可以减少内涝问题的产生,同时还可以有效提高水资源利用效率[1]。
1.2 恢复受损害水体
海绵工程的作用不仅在于提升环境适应能力,其还能有效地恢复和净化受损的水体,在海绵工程中,通过利用专业的技术和自然途径,能够将自然水文特征维持在城市开发前状态,提高对城市原有生态系统的保护效率。海绵工程中的生态手段对粗放式城市建设环境进行优化,能够恢复前期受损坏的水体,使其能够降低污染程度,在海绵工程的给排水建设工作中,应当首先对城市的水体情况进行细致的检查,找出问题较为严重的区域,并集中加快海绵工程建设,提升水体的恢复速率,政府部门应当将海绵工程与其他的工程进行联合。
1.3 提高水资源利用率
由于客观环境的限制,我国大多数地区处于缺水的状态中,但是,我国城市建设正处在高速发展的阶段,对水资源的需求非常强烈,如果仅靠地下水源,很难满足发展的需要,为此,我国城市需要更多的水资源供应渠道,保障城市建设顺利进行,其中,海绵工程能够有效地提升水资源的利用率,让水资源通过自然渗透、自然积存以及自然净化等过程,重新被人们所利用,从而降低城市建设的成本,提高城市发展的速度。
2 海绵城市给排水建设存在的问题分析
2.1 依据科学性低
目前,我国在海绵城市的建设方面经验较少,发展的思路主要来源于少数的科研单位和政府部门,因此导致我国海绵城市的科学性较差,这也导致我国海绵城市在运营过程中出现诸多问题,水资源的利用效率并没有明显的提高。这说明,科学程度对海绵城市的建设尤为重要,每个城市在建设过程中,要结合自身城市的特点,做好给排水的规划和方案,掌握各项建设指标,尤其是要做好水量预测与水平衡分析。
2.2 排水体系不合理
虽然现如今我国城市的建设速度不断加快,但是,我国城市发展的时间较短,发展的经验相对不足,其中给排水建设工作一直为社会所诟病,例如我国大多数城市使用的雨水分流机制应用效率非常低,尤其是在西北地区,雨水管道长时间闲置,而且雨水资源往往是直接排放到目的区域,造成资源严重浪费。因此,我国的海绵城市应当避免上述问题,实现对雨水的分流储存,使得雨水资源得到有效的利用[2]。
2.3 给排水体系影响大
我国的城市建设者已经认识到地下设施建设的必要性,随着时代的发展,地下的构筑物数量逐渐增加,城市的给排水系统更加优化,但是其对城市的影响也随之增大,同时现有供水管道长度、 质量以及建设等方面均存在一定的不足,并不能完全满足城市建设需求。因此,在海绵城市的建设过程中,应当对给排水系统的规划设计进行优化,降低其建设对已存自然水体系的影响。
3 对海绵城市给排水建设提出的建议
3.1 基于具体情况进行给排水建设
我国土地面积广阔,这也导致我国城市的具体情况各不相同,为此,在海绵城市的建设过程中,应当结合自身的实际情况,避免盲目地学习其他城市的成熟经验,要做到因地制宜。例如济南海绵工程中,其主要的海绵道路分布在城市的南边,这是因为济南以“泉城”而闻名,其需要雨水作为补充,而且济南的南边地势较高,海绵工程中的水资源能够逐渐渗透到泉水聚集区,从而满足泉水喷涌的需要。
3.2 注重专业性技术方面的研究
海绵城市的给排水建设工作是城市基础设施建设的重要内容,为了提高建设的质量,相关单位应当加强专业性技术的研究,提升技术的科技水平,保证建设出的海绵工程具备较好的质量,使用更长的时间,尤其是在海绵城市的建设目前处于初级阶段,一定要一边建设一边摸索着前进,无论是相关政策还是施工经验均比较少,对系统设计提供的依据支持较低,因此具有很强的不确定性。
3.3 落实责任体系机制
海绵城市的建设过程比较漫长,而且我国在这方面的经验较为缺乏,在建设工作中,一定要将责任进行明确,落实责任体系机制,以现有的基础设施为对象,对其进行统筹分析、规划与设计,提高各类基础设施运行的安全性,且满足其与给排水系统协调运行的要求。
总之,海绵城市是未来一段时间内我国城市建设的主要方向,其中给排水工程是最为重要的建设内容,每个城市在建设工作中,要立足自身的实际,以城市自身发展基础为依据,统筹各项影响因素,提升海绵工程的技术水平,对其中的难点问题进行有针对性的分析。通过海绵工程的建设,提高雨水资源的利用效率,为城市的健康发展提供建设的基础。
引言
随着当前社会的不断发展,城市规模越来越大,这种城市规模的扩大必然会带来较多的城市问题,比如洪涝灾害以及水资源短缺就是其中比较有代表性的一个方面,针对这一方面的问题,相应的优化处理是极为必要的,尤其是对于城市整体水环境的营造,更是需要引起足够的重视,海绵城市理论的应用落实就是解决该问题的一个重要途径。在城市发展规划中合理运用海绵城市理论,不仅仅需要从整体性方面进行分析,还需要重点从局部以及各个细节入手进行探索,尤其是对于各个市政工程项目的建设来说,同样需要注重海绵城市理论的有效落实,提升城市运行效果。
1.海绵城市理论概述
海绵城市是指运用多种技术手段构建较为理想的低影响开发雨水系统,进而也就能够促进城市水循环的良性发展,其中比较常见的应用手段有“渗、滞、蓄、净、用、排”等,如此也就能够较好提升城市对于水资源的调控能力,尤其是对于城市雨水的渗透、净化以及利用,更是能够较好的在降低城市洪涝灾害问题发生的基础上,有效提升其水资源利用效率。针对这种海绵城市的构建运行来说,其区别于以往的灌渠排水方式,能够更好地借助于各类管网以及收纳水体进行整体构建,如此也就能够较好提升其运行效率,并且也不存在对于城市水体的污染和不良影响,是一种绿色可持续发展的雨水排放以及应用模式。针对海绵城市理论的具体落实应用来看,其涉及到的建设途径和具体方向也是比较多的,需要在相应设计规划中注意的问题也比较多,其中需要切实做好生态环境的保护、低影响开发以及生态恢复等工作,最大程度上保障城市运转的高效性水平。从应用实践中分析而言,这种海绵城市理论的应用在工程建设中确实表现出了较为理想的作用价值,能够有效提升其最终的城市可持续发展效果,值得进行深入推广运行,并且也已经成为了当前我国很多城市发展的重要方向所在。
2.海绵城市的具体应用方式
2.1公共建筑项目
理想的海绵城市构建优势。针对公共建筑项目中海绵城市理论的具体应用落实来看,其可以采用的方式和手段是多方面的,比如可以采用绿色屋顶的方式进行公共建筑项目顶部设计构建,促使其能够较好针对雨水资源进行汇总收集,此外,雨水花园的构建同样具备该方面的作用表现;针对公共建筑项目周围的辅助设施而言,同样需要进行海绵城市理论的有效落实,比如对于透水铺装方式的施工建设以及生态停车场等工程项目的构建,都能够有助于海绵城市的作用提升,值得进行规划应用。
2.2市政道路项目
城市中的道路工程项目是必不可少的一个重要组成部分,基于这种市政道路项目的有效构建来说,同样需要考虑海绵城市理论的相关落实要点,如此才能够切实提升海绵城市的整体运行效果。针对市政道路项目中海绵城市理论的应用来说,其不仅仅可以通过构建透水道路的方式来提升市政道路项目在后续应用过程中的排水效果,降低降雨带来的不良影响和威胁,还可以通过设置下凹绿地的方式进行市政道路项目的优化,比如对于美人蕉、菖蒲以及黄昌等植物的应用就能够表现出较为理想的积极作用效果,在具体植物选择过程中,尽可能的选择一些耐旱耐涝的植株。
2.3公园绿地项目
基于海绵城市理论在工程项目建设中的有效应用来说,公园绿地项目无疑是较为关键的一个方面,也是影响效果体现较为直接的一环,针对这种公园绿地项目的有效构建来说,为了提升其海绵城市的应用特点,需要首先保障相应的绿色植被应用具备着理想的作用效果,尤其是对于植草沟以及滞留塘的合理构建,更是能够表现出较为理想的作用价值,当然,在这些基本结构的配置过程中,同样需要注意选择耐旱耐涝的植物进行栽培,最大程度上提升其作用价值;此外,在公园绿地项目中,还可以通过构建地下蓄水池的方式来进行水资源的调节,更好地提升其回收雨水以及回补地下水的效果。
2.4水系湿地项目
在整个城市的发展过程中,为了提升其可持续发展水平,水系湿地项目已经成为了必不可少的一个重要组成部分,这种水系湿地项目同样也直接关系到整个海绵城市的构建运行效果。具体到水系湿地项目的规划构建过程中来看,围绕着海绵城市理论的应用和落实,其可以采取的措施和构建手段也是多方面的,比如可以通过充分运用自然水体的方式来提升水系湿地项目的作用效果,还可以通过构建人为的稳定塘、调蓄池以及人工湿地的方式进一步优化提升海绵城市的运行水平。
3海绵城市理论在工程建设中应用注意事项
3.1明确建设途径
对于现阶段海绵城市理论的实际应用来看,其可以采取的具体措施和手段是多方面的,可以着眼于整个城市中各个工程项目的建设进行优化,这也就需要首先明确相应的海绵城市工程建设途径,如此才能够保障后续的施工建设工作以及整体规划设计具备理想的方向性和可靠性。在当前海绵城市工程建设中,其涉及到的可用途径主要有绿化水平的提升,透水性铺装的推广运用、雨水生态管理模式的应用等多种手段,而对于相应的城市透水网络环境的布置和构建,更是能够体现出较为理想的作用价值。针对各类不同的建设途径进行具体分析,了解其在海绵城市构建中能够发挥出来的积极作用和价值,并且避免相互之间出现明显的矛盾,最终也就能够提升海绵城市构建水平。
3.2明确规划任务
对于海绵城市理论在工程建设中的合理应用还需要重点从目标以及任务入手进行分析,明确具体的规划任务,进而才能够以此为目标进行分析设计,促使透水型海绵城市得到较好的全面构建,避免海绵城市的最终运行效果受损。在当前的海绵城市构建中,其主要的目标和任务就是建设自然积存、自然渗透、自然净化的城市水资源体系,促使整个城市的运转能够体现出最为有效的可持续特点,尤其是要重点把握好透水率的提升,促使海绵城市具备理想的水资源储存以及应用价值。
3.3落实相关要点
在海绵城市的具体构建过程中,为了提升其整体规划构建有序性和最大化价值,还需要把握好其中涉及到的各个要点内容,尤其是对于一些重点工程项目,及其涉及到的各个具体设施,更是需要进行充分把关,提升其渗透以及净水效果。结合当前海绵城市的构建来看,其中应用效果最为理想的措施和要点主要就是围绕着上述公共建筑项目、市政道路项目、公园绿地项目以及水系湿地项目等进行有效落实。
4结束语
综上所述,对于海绵城市理论在工程项目建设中的合理应用和落实来看,其积极作用和价值是比较突出的,这种海绵城市理论的应用必须要重点把握好公共建筑项目、市政道路项目、公园绿地项目以及水系湿地项目等,围绕着这些工程项目进行优化设计,最终才能够有效提升其整体渗水以及排水效果。
参考文献
[1]杜中华.海绵城市理念在城市道路工程中的应用[J].工程建设与设计,2016,03:69-71+73.
[2]陈硕,王佳琪.海绵城市理论及其在风景园林规划中的应用[J].农业与技术,2016,03:128-131.
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[4]董良海,余洁.浅析“海绵城市”理论在城市规划建设方面的应用[J].城市道桥与防洪,2016,04:103-105+12.
【关键词】
景观设计;构建海绵城市;应用分析
1引言
“海绵城市”设计的目标即为要求城市整体在应对环境的变化或者遭受自然灾害(特别是面对干旱以及洪涝灾害)时具有较好弹性,当雨量较大时,能够有效的进行吸水、渗水以及储水,而当处于干旱时,则能够有效的释放水源。显而易见,这样的城市设计理念对生态原则进行了优先的考虑,并且有效的将自然途径跟人工途径结合在一起,在保证城市排水防涝安全的前提下,最大限度的积存、渗透了城市区域内的雨水,并且能够起到一定的净水作用,使得雨水资源得到了很好的利用。
2海绵城市的相关概述
有句俗语:“时间就像海绵里的水,只要愿意挤总会有的。”这不难说明海绵城市的相关概念其实跟海绵有着密不可分的关联,即海绵具有较强的吸水性,能够吸附的水分较多,而海绵城市的概念也是如此。近年来,城市建设脚步的不断加快,城市建筑空间越来越多,草木以及花园的空间则越来越少,使得城市的蓄水功能逐渐下降,而在城市建设中,在景观设计中要注重运用海绵城市的理念,从而有效提高城市的蓄水能力。在景观设计中,运用到海绵城市时,务必要包含有“海绵体”,其不但包含河湖这样蓄水池,同时也涵盖了城市配套设施,比如绿地、花园,或是可渗透地面。雨水从海绵体往下渗漏,可以起到滞蓄、精华以及回收功效,剩下水资源通过不同的渠道外排,促进城市排水系统建设更好的发挥功效。
3景观设计中构建海绵城市应遵循的原则
3.1整体规划原则
建设海绵城市时,务必要从整体布局出发,为了有效的发挥建设项目的作用,务必要做好前期的规划设计工作,对于城市的雨水系统要充分的了解。在实际工作中,应落实海绵城市建设、低影响开发雨水系统构建的内容,本着先规划后建设的原则,充分的将规划的科学性以及权威性展现出来,充分发挥出规划的控制以及引领的作用。
3.2生态优先原则
海绵城市的理论可以说是依赖生态性而得以实现的。在开发建设城市时,应将河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等较为敏感的水生态区,优先纳入自然排水系统,有效确保雨水能够自然的积存、自然的渗透以及净化,实现水的循环利用,使得水生态系统的自然修复能力有所提高,对城市良好的生态功能进行维护。
3.3安全防范原则
所谓的减少人工的干预并不是指放弃人工蓄、排水措施,需从对人民生命财产安全以及社会经济安全保护的角度出发,对工程以及非工程措施进行综合的应用,从而使得低影响开发设施的建设质量以及管理水平有所提高,将安全隐患消除,使得城市的防灾减灾的能力有所增强,确保城市的水安全。
3.4因地制宜
由于我国的地域辽阔,地面的环境也十分的复杂,不同地域气候条件相差较大,所以,确定低影响开发的控制目标以及指标时,要按照当地的自然地理条件、水文地质特点、水资源禀赋状况、降雨规律、水环境保护与内涝防治要求等,科学规划布局和选用下沉式绿地、植草沟、雨水湿地、透水铺装、多功能调蓄等低影响开发设施及其组合系统。
3.5统筹建设
尽管“海绵城市”的理论出现的时间较长,然而在具体的建筑层面其还属于一种新的事物,所以地方政府的建设要与中央总体规划保持统筹一致。在各类建设项目中严格落实各层级相关规划中确定的低影响开发控制目标、指标和技术要求,统筹建设。低影响开发设施应与建设项目的主体工程同时规划设计、同时施工、同时投入使用。
4海绵城市在城市园林设计中的总体规划
城市总体规划(含分区规划)应结合所在地区的实际情况,开展低影响开发的相关专题研究,在绿地率、水域面积率等相关指标基础上,增加年径流总量控制率等指标,纳入城市总体规划。
4.1工程案例
某工程部分建筑屋顶采用绿色屋顶,不仅美观,而且可以有效削减径流雨水,对城市内涝灾害防控和径流污染控制具有积极作用。停车场应用草格铺砌,广场应用透水砖铺砌,可有效下渗雨水。停车场和广场周围绿地部分采用下沉式绿地和雨水花园,停车场和广场超渗径流雨水可流入其周围的下沉式绿地和雨水花园内下渗。绿地应用了下沉式绿地、植草沟、雨水花园等低影响开发设施。这些设施的建设不但可以有效控制地表径流,而且还能消纳周围部分硬质地面径流雨水,效果显著。
4.2海绵城市在构建景观设计中的的具体应用
4.2.1保护水生态敏感区
应将河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区纳入城市规划区中的非建设用地(禁建区、限建区)范围,划定城市蓝线,并与低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统相衔接。
4.2.2集约开发利用土地
合理确定城市空间增长边界和城市规模,防止城市无序化蔓延,提倡集约型开发模式,保障城市生态空间。
4.2.3合理控制不透水面积
合理设定不同性质用地的绿地率、透水铺装率等指标,防止土地大面积硬化。
4.2.4合理控制地表径流
根据地形和汇水分区特点,合理确定雨水排水分区和排水出路,保护和修复自然径流通道,延长汇流路径,优先采用雨水花园、湿塘、雨水湿地等低影响开发设施控制径流雨水。
4.2.5明确低影响开发策略和重点建设区域
应根据城市的水文地质条件、用地性质、功能布局及近远期发展目标,综合经济发展水平等其他因素提出城市低影响开发策略及重点建设区域,并明确重点建设区域的年径流总量控制率目标
4.3城市绿地系统专项规划
城市绿地是建设海绵城市、构建低影响开发雨水系统的重要场地。城市绿地系统规划应明确低影响开发控制目标,在满足绿地生态、景观、游憩和其他基本功能的前提下,合理地预留或创造空间条件,对绿地自身及周边硬化区域的径流进行渗透、调蓄、净化,并与城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统相衔接,要点如下:
4.3.1提出不同类型绿地的低影响开发控制目标和指标
根据绿地的类型和特点,明确公园绿地、附属绿地、生产绿地、防护绿地等各类绿地低影响开发规划建设目标、控制指标(如下沉式绿地率及其下沉深度等)和适用的低影响开发设施类型。
4.3.2合理确定城市绿地系统低影响开发设施的规模和布局
应统筹水生态敏感区、生态空间和绿地空间布局,落实低影响开发设施的规模和布局,充分发挥绿地的渗透、调蓄和净化功能。
4.3.3城市绿地应与周边汇水区域有效衔接
在明确周边汇水区域汇入水量,提出预处理、溢流衔接等保障措施的基础上,通过平面布局、地形控制、土壤改良等多种方式,将低影响开发设施融入到绿地规划设计中,尽量满足周边雨水汇入绿地进行调蓄的要求。
4.3.4应符合园林植物种植及园林绿化养护管理技术要求
可通过合理设置绿地下沉深度和溢流口、局部换土或改良增强土壤渗透性能、选择适宜乡土植物和耐淹植物等方法,避免植物受到长时间浸泡而影响正常生长,影响景观效果。
4.3.5合理设置预处理设施
径流污染较为严重的地区,可采用初期雨水弃流、沉淀、截污等预处理措施,在径流雨水进入绿地前将部分污染物进行截流净化。
4.3.6充分利用多功能调蓄设施调控排放径流雨水
有条件地区可因地制宜规划布局占地面积较大的低影响开发设施,如湿塘、雨水湿地等,通过多功能调蓄的方式,对较大重现期的降雨进行调蓄排放。
5结语
总而言之,我国已经进入了城市化发展的快速阶段,“海绵城市”理念与跟我国可持续发展战略的方针相符,在缓解城市内涝、干旱等问题方面发挥着重要作用,为了促进新型城市的建设,务必要对此开展统一的规划、建设。
作者:王玉艳 单位:中方县规划设计室
参考文献
“海绵城市”概念的首次提出是在2012年的《2012低碳城市与区域发展科技论坛》;在2013年底的《中央城镇化工作会议》中,强调到要优先考虑利用自然力量排水,建设海绵城市,让自然做功。
(一)海绵城市建设提出的背景
“水资源短缺、水资源污染和城市雨洪灾害”这三大水资源问题在整个世界范围内都是广泛存在的并且也是制约城市发展的重要因素,但与此同时,水生生物栖息地丧失、干旱、气候变化、水生生态系统退化也同时出现,这些综合症状都是与水和水循环自然过程有关。海绵城市是可持续雨洪管理系统的中国表述,提出的目的是为了有助于解决我国的水问题和水危机。
(二)那海绵建设概念的定义
“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能,例如澳大利亚人口研究学者布吉(Budge)应用海绵来比喻城市对人口的吸附现象,根据《海绵城市建设技术指南》,其定义为:“海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方法。”
(三)海绵城市建设的意义
海绵城市的意义就在于对整个城市自然生态的综合整治,通过顺应自然规律的方式解决包括防洪、水质净化、地下水补充、水资源补充、生物多样性保护、微气候调节等多个综合的水相关城市发展问题以及与之相关的社会问题。
二、风景园林专业与海绵城市建设
风景园林学科(Landscape Architecture)这一学科是以“生物生态学科”为主,并与其他非生物学科(如土木、建筑、城市规划)、哲学、历史和文学艺术等学科相结合的综合学科。其核心工作即城市的环境绿色生物工程系统。
(一)风景园林在海绵城市建设中的机遇
绿地是海绵城市主要的物质空间构成,也是可持续雨洪管理措施的主要载体,是对传统观排水系统(灰色基础设施)的一种“减负”与补充;同时绿色基础设施设计正是现代风景园林专业的重要实践领域和研究内容。因此在海绵城市建设背景下,风景园林学科面临巨大的建设需求。
(二)风景园林专业目前在海绵城市建设面临的挑战和问题
1、在海绵城市建设系统中的角色定位不明确
从专业外来说,雨洪管理传统上由市政、水务等专业负责,尽管海绵城市中明确了园林是系统构成中的一员,但我国目前的海绵城市建设指南中,明显仍然是市政等与工程相关的专业或技术做法更受到重视,基于绿地设计的内容相对较少。
实际上,目前的工程系统倾向于把水与土分离,把水与生物分离,把排水和给水分离,把防洪和抗旱分离,是一种“水适应人”的价值观和技术管理体系。有学者已经提出本专业是海绵城市建设的“共同领导者”和多学科整合平台的重要依托,这亟待成为专业内外的共识。
2、海绵城市相关基础研究和数据平台构建不充分
我国建设海绵城市的很多规范和技术导则参考了很多美国的BMPs、LID的相关内容,但成功的海绵城市建设一定要科学严谨地基于本地条件进行研究。海绵城市技术设计需要的气象、水文等基层资料一般分属不同机构管理,设计部门获取并不容易,这直接影响了可持续雨洪管理相关设计的决策依据。国外经验是建立共享的数据平台提供设计机构,帮助建设、设计方更科学合理的完成相关设计工作。
3、相关人才的培养与继续教育亟需相应更新
海绵城市建设是一项跨思维、跨尺度、跨学科的高度综合复杂城市生态建设,所谓跨思维是从“水适应人”的思维转变到“人适应水”的过程。跨尺度是指海绵城市不仅仅是雨水利用和管理问题、应用LID技术和场地措施,还应该包括宏观尺度、中观尺度的保护区域水文循环过程,应该是从宏观到微观不同尺度的承接与配合;跨学科是指在海绵城市的建设中不仅需要风景园林学科对绿色基础设施的相关规划与设计。
俞孔坚认为,海绵城市是一个综合性的平台,是以“自然积存、自然渗透、自然净化”为特征,以构建跨尺度水生态基础设施为核心,通过区域性的城市防洪体系的构建,生物多样性的保护和栖息地的恢复,文化遗产的保护,绿色出行网络构建等,最终综合地解决洪涝、干旱、拥堵等一系列“城市病”。
海绵城市的建设不能一蹴而就,当前还有一些问题制约着海绵城市的建设和发展。一是理解不到位,将海绵城市混同于LID(低影响开发理念),而没有从区域、城市和街区等多个尺度系统去解决问题。二是部门隔阂。有些城市的部门观念陈旧,怕淹了自家的一亩三分地,“小脚园林”价值观根深蒂固,阻碍海绵建设工程。三是被商家错误引导,误以为渗透铺地砖和管道及蓄水罐就可以代表海绵城市。四是投资渠道不畅,只热衷争取国家补助,没意识到这是每个城市的义务。五是误以为建设成本很高,被社会投资商夸大工程,PPP模式不健全。六是资本主导,技术落后,国有大公司垄断工程,缺乏技术支持。
俞孔坚特别指出,海绵城市要疏通自然之筋络,建立生态基础设施,投资并不比城市绿化工程大,却能提高城市的价值。因地制宜建造的雨洪公园,通过挖填方的平衡技术,建造出深浅不一的水坑和高矮不同的土丘,沿四周布置雨水进水管,低洼地承接和过滤雨水,形成了蜂窝状的海绵系统,减小城市排水管压力。建立这样的公园,造价不到一般公园的四分之一。
比如,广州天河智慧城里的大观湿地公园,就是结合地势因地制宜开挖出连串湿地泡为海绵蓄水体中心,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等综合措施,将公园建设成为集水质净化、雨洪调蓄生态循环,以及休憩科普旅游基地于一体的多功能生态湿地公园,在暴雨到来之时,整个公园能够从容应对。
在俞孔坚看来,建设海绵城市有三大关键策略――消纳、减速与适应。消纳对应的海绵哲学是就地调节水旱,不转嫁异地;减速对应的是让水由狂野变得平静,自净并滋育万物;适应对应的是以柔克刚、和谐共生。三大关键策略组合运用才能形成“源头消纳滞蓄,过程减速消能,末端弹性适应”的生态防洪和雨洪管理工程模式。
在《海绵城市――理论与实践》一书中,俞孔坚从哲学高度,深刻反思了依赖单一目标导向的“灰色”工程所导致的各种城市病,提出了系统全面的雨和水的价值观,以及系统地解决以水为核心的生态与环境问题的方法论――通过建立生态基础设施(即绿色海绵系统),综合地解决城市水及其他生态与环境问题,并将保障和提高生态系统服务作为海绵城市建设的目标,而不仅仅是就事论事地实现雨水管控目标。
在俞孔坚看来,建设海绵城市要将本土性与国际性相结合,并应用古今中外丰富的海绵技术遗产,尤其是创造性地吸取中国五千年的乡土农业、城镇建设和乡土水工遗产的经验和智慧,建设真正绿色的海绵城市,从而避免高投入和高维护成本的灰色海绵工程。
链接:4个海绵化项目
黑龙江省哈尔滨群力雨洪公园,利用城市雨洪,为城市提供了多重生态系统服务。
中图分类号:TV213 文献标识码:A
1海绵城市的背景
我国年际降雨变化大,年内降雨季节不均匀,6-9月的降雨量占全年的60%-80%。受维度、海陆影响,东西南北地区气温和降水差异显著,南方靠近海洋水汽充足,北方靠近内陆水汽缺乏,季风由南向北减弱。气候变化不确定性造成夏季暴雨洪水现象不断发生。同时,因城市化迅速发展,多变的降雨现象恶变成了内涝灾害。近几年各地均出现暴雨频频,2015年全国20个省遭遇暴雨灾害,强度为历年罕见。说明城市内雨水排水系统的存在严重缺陷。此外,水污染事件也屡见不鲜。4月江西省新余仙女湖水质污染事件是今年第一起水污染大型事件。我国的水资源因水质污染也面临着严重短缺的现象。然城市对雨水的利用却不尽人意。传统城市排水模式以工程管道方式直排。力求雨水尽快排出,造成雨水不能在城市中下渗和蒸发,影响城市地下水补充,人为增大径流量,违背大自然的规律。
这样一个背景下,2014年我国住房城乡建设部编制了《海面城市建设技术指南》。旨在落实讲话和中央城镇化工作会议精神,大力推广“海绵城市”,促进自然积存、渗透、净化,节约水资源,已水生态基础设施为根本的建设。2015年有16个城市成为我国海绵城市首批试点,2016年先后有公布新加入试点城市名单。
2海绵城市的内涵概念
海绵城市(sponge city),指城市在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。思想理念即人与自然和谐相处,排水防涝思路有一个新的格局,保证了城市和城市周围自然的原水文特征稳定,资源的可持续化。
3建设措施提出、思考
海绵城市的目标即是使城市拥有面对自然所造成的环境灾害等问题的弹性适应力,增强城市的综合承受能力。表象上缓解城市内涝等问题,实质改善城市的生态系统。为了加快海绵城市的建设,许多学者提出了各种措施。
3.1区域水生态系统的保护和修复
如今多数学者在“海绵城市”的建设上更倾向于低影响开发(LID)技术的应用,焦点在防洪内涝的雨水利用及管理问题上。诚然为重点之一,但解决问题的前提应是保护区域水循环过程。在现有城市中,海绵城市的建设要从部分走向整体。要对水生态系统进行区域划分,森林、河流、农田、城市生活区、城市市政区等,不同的区域采取不同保护与修复,建设园林相关的水生态基础设施,使城市基础设施跟上城市化发展,提高城市水涵养水源的能力。
3.2以海绵城市为指导进行城市规划
城市进行总体规划时,要把水文条件、因地制宜等放在第一位。此外,俞孔坚教授提出,要建设“海绵城市”,需进行跨尺度的生态规划。要研究水生态系统,不能只关注于水本身这一特殊的环境因子,因为其的流动和循环特点,与土地利用和各类景观要素相关联,受自然过程和人类活动的广泛影响。应从更高的层次进行研究,将视野从水体扩大到汇水区域或流域以及景观尺度。要认识水域、水体本身的服务对象不仅仅为水生态系统,而是整个生态系统。而跨尺度的水生态基础设施建设,从宏观上看,要研究水系统在区域或流域中的空间格局,即进行水生态安全格局分析;从中观上看,城市或者乡村的新区和功能区块,主要研究如何有效利用规划区域内的河道等;从微观层面,包括公园、小雨等区域和局域给水单元的具体“海绵体”。上述各层面需落实到土地利用和城市总体规划中。正是由于跨尺度设计,“海绵城市”才能综合解决城市生态问题。
3.3有效的雨水、中水回用
作为水循环中对人类最为重要的一步即为降雨。过去的排水将大量降雨直接排走增大了径流量,严重破坏了城市与周遭自然水文特征。在缺水时却又不能有效利用。仇保兴博士提出了建筑雨水利用与中水回用的办法。建筑中灰色水与黑色水分开处理。同时建设绿色屋顶、透水地面和雨水储罐收集雨水。除此之外,在建筑周围建设雨水花园、人工湿地等,目的在于恢复自然水生态系统的雨水渗水、净水、储水、用水。在独栋私人建筑可建设小型人工湿地。雨水城市蒸发量增大对空气质量的提高也有帮助。
3.4结合经验及时修改措施
古代人类在长期与水灾害斗争过程中积累的生态价值的实践经验,在城乡选址、水资源管理、水适应性等方面有杰出贡献,对如今海绵城市的建设有启示意义。海绵城市作为我国新出台的城市规划概念,在建设系统上有多方面不足,需要对古代技术的借鉴以及现代试点经验的不断完善。
4结语
海绵城市的提出对我国新型城市化建设规划起重要指导作用。在行之有效的前提,应加以推广。能使旧城市的可持续发展有上升空间,使城市质量总体提高。自然水生态系统的保护与修复得到进一步认可,人与自然和谐共处也能在良好的水生态系统中得以验证。
参考文献